隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展,,計算機(jī)已深入地滲透到我們的生活中,,許多電子愛好者開始學(xué)習(xí)單片機(jī)知識,,但單片機(jī)的內(nèi)容比較抽象,,相對電子愛好者已熟悉的模擬電路,、數(shù)字電路,,單片機(jī)中有一些新的概念,,這些概念非?;疽灾劣谝话阕髡卟恍既フ?,教材自然也不會很深入地講解這些概念,,但這些內(nèi)容又是學(xué)習(xí)中必須要理解的,下面就結(jié)合本人的學(xué)習(xí),、教學(xué)經(jīng)驗,,對這些最基本概念作一說明,希望對自學(xué)者有所幫助,。
一,、總線:
我們知道,一個電路總是由元器件通過電線連接而成的,,在模擬電路中,,連線并不成為一個問題,因為各器件間一般是串行關(guān)系,,各器件之間的連線并不很多,,但計算機(jī)電路卻不一樣,它是以微處理器為核心,各器件都要與微處理器相連,,各器件之間的工作必須相互協(xié)調(diào),,所以就需要的連線就很多了,如果仍如同模擬電路一樣,,在各微處理器和各器件間單獨連線,,則線的數(shù)量將多得驚人,所以在微處理機(jī)中引入了總線的概念,,各個器件共同享用連線,,所有器件的8根數(shù)據(jù)線全部接到8根公用的線上,即相當(dāng)于各個器件并聯(lián)起來,,但僅這樣還不行,如果有兩個器件同時送出數(shù)據(jù),,一個為0,,一個為1,那么,,接收方接收到的究竟是什么呢,?這種情況是不允許的,所以要通過控制線進(jìn)行控制,,使器件分時工作,,任何時候只能有一個器件發(fā)送數(shù)據(jù)(可以有多個器件同時接收)。器件的數(shù)據(jù)線也就被稱為數(shù)據(jù)總線,,器件所有的控制線被稱為控制總線,。在單片機(jī)內(nèi)部或者外部存儲器及其它器件中有存儲單元,這些存儲單元要被分配地址,,才能使用,,分配地址當(dāng)然也是以電信號的形式給出的,由于存儲單元比較多,,所以,,用于地址分配的線也較多,這些線被稱為地址總線,。
二,、數(shù)據(jù)、地址,、指令:
之所以將這三者放在一起,,是因為這三者的本質(zhì)都是一樣的──數(shù)字,或者說都是一串‘0’和‘1’組成的序列,。換言之,,地址、指令也都是數(shù)據(jù)。指令:由單片機(jī)芯片的設(shè)計者規(guī)定的一種數(shù)字,,它與我們常用的指令助記符有著嚴(yán)格的一一對應(yīng)關(guān)系,,不可以由單片機(jī)的開發(fā)者更改。地址:是尋找單片機(jī)內(nèi)部,、外部的存儲單元,、輸入輸出口的依據(jù),內(nèi)部單元的地址值已由芯片設(shè)計者規(guī)定好,,不可更改,,外部的單元可以由單片機(jī)開發(fā)者自行決定,但有一些地址單元是一定要有的(詳見程序的執(zhí)行過程),。數(shù)據(jù):這是由微處理機(jī)處理的對象,,在各種不同的應(yīng)用電路中各不相同,一般而言,,被處理的數(shù)據(jù)可能有這么幾種情況:
1·地址(如MOV DPTR,,#1000H),即地址1000H送入DPTR,。
2·方式字或控制字(如MOV TMOD,,#3),3即是控制字,。
3·常數(shù)(如MOV TH0,,#10H)10H即定時常數(shù)。
4·實際輸出值(如P1口接彩燈,,要燈全亮,,則執(zhí)行指令:MOV P1,#0FFH,,要燈全暗,,則執(zhí)行指令:MOV P1,#00H)這里0FFH和00H都是實際輸出值,。又如用于LED的字形碼,,也是實際輸出的值。 理解了地址,、指令的本質(zhì),,就不難理解程序運行過程中為什么會跑飛,會把數(shù)據(jù)當(dāng)成指令來執(zhí)行了,。
三,、P0口、P2口和P3的第二功能用法:
初學(xué)時往往對P0口,、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解,,認(rèn)為第二功能和原功能之間要有一個切換的過程,,或者說要有一條指令,事實上,,各端口的第二功能完全是自動的,,不需要用指令來轉(zhuǎn)換。如P3.6,、P3.7分別是WR,、RD信號,當(dāng)微片理機(jī)外接RAM或有外部I/O口時,,它們被用作第二功能,,不能作為通用I/O口使用,只要一微處理機(jī)一執(zhí)行到MOVX指令,,就會有相應(yīng)的信號從P3.6或P3.7送出,,不需要事先用指令說明。事實上‘不能作為通用I/O口使用’也并不是‘不能’而是(使用者)‘不會’將其作為通用I/O口使用,。你完全可以在指令中按排一條SETB P3.7的指令,,并且當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行到這條指令時,也會使P3.7變?yōu)楦唠娖?,但使用者不會這么去做,因為這通常這會導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰,。
四,、程序的執(zhí)行過程:
單片機(jī)在通電復(fù)位后8051內(nèi)的程序計數(shù)器(PC)中的值為‘0000’,所以程序總是從‘0000’單元開始執(zhí)行,,也就是說:在系統(tǒng)的ROM中一定要存在‘0000’這個單元,,并且在‘0000’單元中存放的一定是一條指令。
五,、堆棧:
堆棧是一個區(qū)域,,是用來存放數(shù)據(jù)的,這個區(qū)域本身沒有任何特殊之處,,就是內(nèi)部RAM的一部份,,特殊的是它存放和取用數(shù)據(jù)的方式,即所謂的‘先進(jìn)后出,,后進(jìn)先出’,,并且堆棧有特殊的數(shù)據(jù)傳輸指令,即‘PUSH’和‘POP’,,有一個特殊的專為其服務(wù)的單元,,即堆棧指針SP,每當(dāng)執(zhí)一次PUSH指令時,,SP就(在原來值的基礎(chǔ)上)自動加1,,每當(dāng)執(zhí)行一次POP指令,SP就(在原來值的基礎(chǔ)上)自動減1。由于SP中的值可以用指令加以改變,,所以只要在程序開始階段更改了SP的值,,就可以把堆棧設(shè)置在規(guī)定的內(nèi)存單元中,如在程序開始時,,用一條MOV SP,,#5FH指令,就時把堆棧設(shè)置在從內(nèi)存單元60H開始的單元中,。一般程序的開頭總有這么一條設(shè)置堆棧指針的指令,,因為開機(jī)時,SP的初始值為07H,,這樣就使堆棧從08H單元開始往后,,而08H到1FH這個區(qū)域正是8031的第二、三,、四工作寄存器區(qū),,經(jīng)常要被使用,這會造成數(shù)據(jù)的渾亂,。不同作者編寫程序時,,初始化堆棧指令也不完全相同,這是作者的習(xí)慣問題,。當(dāng)設(shè)置好堆棧區(qū)后,,并不意味著該區(qū)域成為一種專用內(nèi)存,它還是可以象普通內(nèi)存區(qū)域一樣使用,,只是一般情況下編程者不會把它當(dāng)成普通內(nèi)存用了,。
六、單片機(jī)的開發(fā)過程:
這里所說的開發(fā)過程并不是一般書中所說的從任務(wù)分析開始,,我們假設(shè)已設(shè)計并制作好硬件,,下面就是編寫軟件的工作。在編寫軟件之前,,首先要確定一些常數(shù),、地址,事實上這些常數(shù),、地址在設(shè)計階段已被直接或間接地確定下來了,。如當(dāng)某器件的連線設(shè)計好后,其地址也就被確定了,,當(dāng)器件的功能被確定下來后,,其控制字也就被確定了。然后用文本編緝器(如EDIT,、CCED等)編寫軟件,,編寫好后,,用編譯器對源程序文件編譯,查錯,,直到?jīng)]有語法錯誤,,除了極簡單的程序外,一般應(yīng)用仿真機(jī)對軟件進(jìn)行調(diào)試,,直到程序運行正確為止,。運行正確后,就可以寫片(將程序固化在EPROM中),。在源程序被編譯后,,生成了擴(kuò)展名為HEX的目標(biāo)文件,一般編程器能夠識別這種格式的文件,,只要將此文件調(diào)入即可寫片,。在此,為使大家對整個過程有個認(rèn)識,,舉一例說明:
ORG 0000H LJMP START ORG 040H START: MOV SP,,#5FH ;設(shè)堆棧 LOOP: NOP LJMP LOOP ;循環(huán) END ,;結(jié)束